第一節(jié)直流電路

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)主講賈緒制作賈緒

2014年1月1.1電路的作用及組成

電路或稱網(wǎng)絡(luò)，就是把一些電器設(shè)備或元件，按其所要完成的功能，用一定方式連接而成的電流通路。1.1.1電路的組成電源:

提供電能的裝置負載:取用電能的裝置中間環(huán)節(jié)：傳遞、分配和控制電能的作用發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線1.組成：電路由電源、負載和中間環(huán)節(jié)（包括開關(guān)、導(dǎo)線、控制電器及保護電器等）組成。直流電源直流電源:

提供能源信號處理：放大、調(diào)諧、檢波等負載信號源:

提供信息放大器揚聲器話筒

電源：將非電形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換為電能的供電設(shè)備。如：蓄電池、發(fā)電機和信號源等。2.各部分作用

中間環(huán)節(jié)：溝通電路、輸送電能、控制電器設(shè)備和保障用電安全。如：導(dǎo)線、開關(guān)、熔斷器、繼電器等。

負載：將電能轉(zhuǎn)換成非電形態(tài)能量的用電設(shè)備。如：電動機、照明燈、信號燈等。1.1.2電路的作用1.實現(xiàn)能量的傳輸和轉(zhuǎn)換照明電路和動力電路照明電路發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電動機電爐...輸電線動力電路E2.實現(xiàn)信號的傳遞和轉(zhuǎn)換放大器揚聲器話筒測溫電路傳感器電路和通訊電路通訊電路mV+熱電偶毫伏表1.1.3電路模型

為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實際電路中的器件，從而構(gòu)成與實際電路相對應(yīng)的電路模型。例：手電筒手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。+

-UL+

-IKESIRRo+US–手電筒的電路模型電池導(dǎo)線燈泡開關(guān)電池是電源元件，其參數(shù)為電動勢E和內(nèi)阻Ro；

燈泡主要具有消耗電能的性質(zhì)，是電阻元件，其參數(shù)為電阻R；SIRRo+US–

筒體用來連接電池和燈泡，其電阻忽略不計，認為是無電阻的理想導(dǎo)體。

開關(guān)用來控制電路的通斷。今后分析的都是指電路模型，簡稱電路。在電路圖中，各種電路元件都用規(guī)定的圖形符號表示。實際電路元件的物理性質(zhì)：

有電能的產(chǎn)生、消耗，電場能量和磁場能量的儲存。表1－3列出部分國際單位制的單位，稱為SI單位。電路的工作狀態(tài)1.通路2.斷路（開路）3.短路目錄頁前一頁電路的三種工作狀態(tài)1.通路目錄頁前一頁1.4

電源有載工作、開路與短路1)電壓與電流1.4.1

電源有載工作

當電源內(nèi)阻Ro<<R時，則UE

，表明當電流(負載)變動時電源的端電壓變動不大，這說明它帶負載能力強。EUIO電源的外特性曲線+-+-電源輸出的功率電源產(chǎn)生的功率內(nèi)阻損耗的功率

在一個電路中，電源產(chǎn)生的功率和負載取用的功率以及內(nèi)阻上所損耗的功率是平衡的。2)功率與功率平衡1.5電源有載工作、開路與短路3)電源與負載的判別②U和I取非關(guān)聯(lián)參考方向，若P=UI

0，電源；

若P=UI

0，負載。①U和I取關(guān)聯(lián)參考方向，若P=UI0，負載；

若P=UI

0，電源。

⑴方法一：根據(jù)U和I的實際方向判別⑵方法二：根據(jù)U和I的參考方向判別電源：U和I的實際方向相反，電流從“+”端流出，

發(fā)出功率；負載：U和I的實際方向相同，電流從“+”端流入，

取用功率。1.5電源有載工作、開路與短路4)額定值與實際值額定值：電氣設(shè)備的額定電壓、額定電流和額定功率及其他標準使用規(guī)定值稱為電氣設(shè)備的額定值。分別用UN、IN、PN表示。

制造廠在制定產(chǎn)品的額定值時，要全面考慮使用的經(jīng)濟性、可靠性及壽命等因素，特別要保證設(shè)備的工作溫度不超過規(guī)定的容許值。

使用時，電壓、電流和功率的實際值不一定等于它們的額定值。1.5電源有載工作、開路與短路2.斷路（開路）目錄頁前一頁

當開關(guān)斷開時，電源處于開路(空載)狀態(tài)，不輸出電能，其特征如下：1.4.2

電源開路電源端電壓（

即開路電壓）等于電源電動勢負載功率為零開路電流為零1.5電源有載工作、開路與短路+-+-3.短路目錄頁前一頁1.4.3

電源短路電源端電壓為零負載功率為零電源產(chǎn)生的電能全被內(nèi)阻所消耗短路電流（很大）短路通常是一種嚴重事故，應(yīng)該盡力預(yù)防1.5電源有載工作、開路與短路+-+-當電源的兩端被短接時，其特征如下：練習(xí)與思考1.4.4

如圖，方框代表電源或負載。已知U=220V，I=-1A，試問哪些方框是電源，哪些是負載？解：（a）+

U-I

-U+I+

U-I

-U+I（b）（c）（d）(a)圖P=UI=220×(-1)=-220W<0，電源(b)圖P=-UI=220×(-1)=220W>0，負載(c)圖P=-UI=220×(-1)=220W>0，負載(d)圖P=UI=220×(-1)=-220W<0，電源1.5電源有載工作、開路與短路1.1電路觀察圖1.1可以得到以下結(jié)論電流所流過的路徑稱為電路。它是為了某種需要由電工設(shè)備或元件按一定方式組合起來的。電路的基本組成包括：電源、負載、導(dǎo)線及開關(guān)。電源：將非電能形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換成電能的供電設(shè)備。如發(fā)電機、電池等。負載：將電能轉(zhuǎn)換成非電能形態(tài)能量的用電設(shè)備。如電動機、照明燈等。連接導(dǎo)線：傳遞信號、傳輸電能。實際應(yīng)用中，電路還必須有一些輔助設(shè)備，如控制電路通、斷的開關(guān)及保障安全用電的熔斷器等。1.1電路電路圖中幾種常見器件的圖形符號及文字符號1.2電路的常用基本物理量1.2.1電流電流的定義：電路中帶電粒子有規(guī)則地定向移動形成電流。電解液中的正、負離子(正、負電荷)帶電粒子金屬導(dǎo)體中的自由電子(負電荷){規(guī)定正電荷移動的方向為電流的實際方向。1.2電路的常用基本物理量1.2.1電流電流的實際方向有時難以確定，為此可以預(yù)先假定一個電流方向，稱為參考方向，在電路中用箭頭標出。求解電路時應(yīng)根據(jù)假定的電流參考方向進行。如果電流值為正，表示電流的實際方向與參考方向一致；如果電流值為負，表示實際方向與參考方向相反，如圖1.2所示。

電路圖中標注的電流方向通常都是參考方向，參考方向可以任意規(guī)定。圖1.2電流的方向1.2電路的常用基本物理量1.2.1電流電流既是一種物理現(xiàn)象，又是一種表示帶電粒子定向運動強弱的物理量。電流的大小等于通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量與通過這些電荷量所用時間的比值。電流的單位是安(A)；毫安(mA)、微安(A)1A=103mA=106

A1.2電路的常用基本物理量1.2.1電流電流對負載的作用和效應(yīng)如表1.2所示1.2電路的常用基本物理量1.2.2電位與電壓1.電位空間中的每一點都有一定的高度，電路中的每一點都有一定的電位。電位的表示方法：用字母V表示，不同點的電位用字母V加下標表示，如VA。計算電位時應(yīng)指定一個參考點，規(guī)定參考點的電位為0，原則上零電位點是可以任意指定的。在實際應(yīng)用中，對于強電的電路，以大地為參考點，用符號表示；在弱點中以裝置的外殼或底板為參考點，用符號表示。1.2電路的常用基本物理量1.2.2電位與電壓2.電壓電壓的定義：電路中A、B兩點之間的電位差稱為電壓。電壓的方向：規(guī)定由高電位點（標“＋”）指向低電位點（標“－”）。電壓（電位）的單位：國際單位制為伏特（用V表示），常用的還有毫伏（mV）、微伏（μV）。圖1.3電壓及電動勢的方向1.2電路的常用基本物理量例1.1如圖1.4所示，求分別以C點和A點為參考點時，A、B、C三點的電位以及UAB。結(jié)論：參考點選擇不同，電位也不同，但兩點之間的電壓不變，即電位與參考點有關(guān)，而電壓與參考點無關(guān)。圖1.4例1.1附圖1.2電路的常用基本物理量1.2.3電動勢電動勢的定義：在電源內(nèi)部，非靜電力將正電荷從電源負極移到正極所做的功W與其電量Q之比稱為電動勢，用E

表示，即E的單位是伏(V)W的單位是焦(J)

Q的單位是庫(C)電動勢的方向：規(guī)定從電源負極指向電源正極即非靜電力移動正電荷方向，如圖1.5所示。圖1.5帶電源的電路示意圖總結(jié)結(jié)論電流與電壓、電阻的關(guān)系：一、保持電阻不變時，電流與電壓成正比。二、保持電壓不變時，電流與電阻成反比。思考與拓展：如何用圖像法來描述這個規(guī)律，請同學(xué)們課后用教材14-9圖描述出來。歐姆定律歐姆定律歐姆定律：一段導(dǎo)體中的電流，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。歐姆定律的公式形式：I=U___R注意：2.公式中各物理量的對應(yīng)性1.公式中單位的統(tǒng)一性3.公式的擴展性1A=1V___

歐姆（G.S.Ohm,1787~1854）是德國物理學(xué)家。他在物理學(xué)中的主要貢獻是發(fā)現(xiàn)了后來以他的名字命名的歐姆定律。歐姆的研究，主要是在1817~1827年擔任中學(xué)物理教師期間進行的。現(xiàn)在我們看到歐姆定律的公式那么簡單，卻不要忘記歐姆當時為了信息窗解決這一難題，付出了艱辛的勞動，當時的實驗條件很差，那些測量電流的儀器和電阻值不同的導(dǎo)體，都要自己設(shè)計制造。他能夠完成這些精細的制作和精確的實驗，主要得益于強烈的好奇心、執(zhí)著的探究精神。公式的對應(yīng)性歐姆定律U、R、I必須對應(yīng)的是同一段電路（同一個元件）同一狀態(tài)的電壓、電阻、電流。例如：RUI×R燈U燈I燈歐姆定律公式的擴展性I=___RUU=IR主要用于已知電壓和電流求電阻.__R=IU主要用于已知電流和電阻求電壓.拓展：能否說電壓與電流成正比呢？拓展：能否說電阻與電壓成正比，與電流成反比呢？例1：某同學(xué)用一只電流表跟一只燈泡串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時電流表示數(shù)為0.28A，再用電壓表測量燈泡兩端電壓為220V，試計算燈泡正常發(fā)光時的電阻。已知：U=220V,I=0.28A求：R.解：根據(jù)歐姆定律的變形公式得=I0.28A=R=_U220V答：燈絲正常發(fā)光時的電阻值是786歐姆U=220VI=0.28A1：一只阻值為的電阻，接在15V的電源上時，流過的電流為_____A；若電源電壓變?yōu)?0V，電阻的阻值為______，流過電阻的電流為_____A.0.150.1I=U/R=15/100=0.15電阻是導(dǎo)體本身所具有的性質(zhì)，與電壓，電流無關(guān)I=U/R=10/100=0.12：下列說法中正確的是:()A.導(dǎo)體兩端的電壓越大，導(dǎo)體的電阻就越大。B.導(dǎo)體中通過的電流越大，導(dǎo)體的電阻就越小C.在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流越小，導(dǎo)體的電阻就越大。D.以上說法均不對。C反饋練習(xí)1.3電阻元件與歐姆定律1.3.1電阻導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小用電阻表示。在溫度不變的條件下，電阻R與導(dǎo)體的長度l成正比，與導(dǎo)體的橫截面積A成反比，即ρ為比例系數(shù)，稱為電阻率，單位是歐·米（·m）電阻率ρ與導(dǎo)體的材料和溫度有關(guān)。導(dǎo)體的電阻率<10－6

·m，絕緣體的電阻率>107

·m，半導(dǎo)體的電阻率在10－6

·m和107

·m之間。1.3電阻元件與歐姆定律1.3.1電阻1.3電阻元件與歐姆定律1.3.1電阻1.3電阻元件與歐姆定律1.3.2常用電阻元件圖1.7常見電阻元件的外形1.3電阻元件與歐姆定律1.3.2常用電阻元件1.3電阻元件與歐姆定律1.3.2常用電阻元件圖1.8色環(huán)標記表示電阻參數(shù)1.3電阻元件與歐姆定律1.3.3歐姆定律1.歐姆定律：由實驗可知，電阻元件中的電流與電阻兩端的電壓成正比，與其電阻值成反比。1.3電阻元件與歐姆定律1.3.3歐姆定律2.電阻元件的電流、電壓關(guān)系圖1.9電阻的電流、電壓關(guān)系特性1.3電阻元件與歐姆定律1.3.4線性電阻和非線性電阻如果電阻是固定值，遵循歐姆定律，這樣的電阻稱為線性電阻，它是一個表示該段電路特性而與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)，否則就是非線性電阻。圖1.10線性電阻和非線性電阻的電流、電壓特性1.5基爾霍夫定律1.5.1基爾霍夫第一定律——電流定律（KCL）支路：一段不分叉的電路。節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點。KCL定律的內(nèi)容：對于電路中的任意節(jié)點上，任一瞬時，電路在該節(jié)點處電流的代數(shù)和為零，即[例]

列出圖1.21中所示電路中節(jié)點A的基爾霍夫第一定律表達式。[解]

對于節(jié)點

A上的電流，假設(shè)流入節(jié)點電流為正，流出節(jié)點電流為負，那么，根據(jù)公式(1.18)可得或KCL定律的另一種描述：流入節(jié)點的電流之和等于流出節(jié)點的電流之和。1.5基爾霍夫定律1.5.2基爾霍夫第二定律——電壓定律（KVL）回路：在電路中由支路組成的任一閉合路徑。KVL定律的內(nèi)容：任一瞬時沿回路繞行一周，各段電路（或各元件）電壓的代數(shù)和等于零。注意事項：使用時應(yīng)先選定回路的繞行方向，可以是順時針，也可以是逆時針若電壓的參考方向與回路的繞行方向一致，則該項電壓取正，反之取負。如圖1.21所示，回路Ⅰ的KVL方程ThankYou!1.無源元件(1)種類包括理想電阻元件、理想電容元件和理想電感元件三種，通常簡稱為電阻、電容和電感元件。(2)元件性質(zhì)電阻：表征電路中電能消耗的理想元件；電容：表征電路中電場能儲存的理想元件；電感：表征電路中磁場能儲存的理想元件。－－耗能元件－－－儲能元件－－－儲能元件RLC1.2電路的三種狀態(tài)1.電流定義：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量。直流電路中：交流電路中：單位：安［培］（A）庫［侖］（C）秒（s）變化率1.2.1電路的主要物理量

方向規(guī)定：實際方向規(guī)定為正電荷運動的方向，在內(nèi)電路中由電源負極流向正極，在外電路中由高電位流向低電位。2.電動勢概念：數(shù)值上等于電源中的非靜電力將單位正電荷從電源負極移至電源正極時所轉(zhuǎn)換而來的電能。

方向規(guī)定：實際方向規(guī)定為由低電位指向高電位，即電位升高的方向。也就是電源負極指向正極方向。單位：伏［特］（V）3.電壓概念：數(shù)值上等于電場力將單位正電荷從某一高電位處移至另一低電位處時轉(zhuǎn)換成非電形態(tài)能量的電能電源端電壓：電源兩端的電位差。負載端電壓：負載兩端的電位差。

方向規(guī)定：實際方向規(guī)定為由高電位指向低電位，即電位降的方向。電壓有時也稱為電壓降。單位：伏［特］（V）表示方法：用“＋”和“－”極性表示。4.功率概念：

電源功率：US

和I的乘積；電源輸出功率：電源端電壓

與I乘積；負載取用（消耗）功率：負載端電壓與I乘積。單位：瓦［特］（W）電源產(chǎn)生的電功率應(yīng)該等于電路各部分消耗的電功率之和，電源輸出的電功率應(yīng)等于外電路中各部分消耗的電功率之和。功率平衡：1.意義知道電路中電流和電壓的方向是電路分析和計算的任務(wù)之一。

簡單直流電路可直接判斷出電壓和電流的實際方向。復(fù)雜直流電路中電流和電壓的實際方向無法預(yù)知AB？BA？交流電路中電壓和電流的實際方向隨時間而變化。2.概念電路分析和計算時假定的方向稱為參考方向或正方向。1.2.2電路中物理量的參考方向I2U1+-I1I2U1+-I1AB實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負值。3.實際方向與參考方向的關(guān)系注意：在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負之分。若I=5A，則電流從a流向b；例：若I=–5A，則電流從b流向aabRIabRU+–若U=5V，則電壓的實際方向從a指向b；若U=–5V，則電壓的實際方向從b指向a。4.關(guān)聯(lián)參考方向（1）概念：電路分析與計算時，把元件的電壓與電流的參考方向聯(lián)系起來進行選擇。

為了分析與計算的方便，通常選電壓與電流的參考方向一致。IU＋－UE－＋I（2）公式和參考方向的關(guān)系

歐姆定律：U、I參考方向一致時，I＝U/R；相反時，I＝－U/R；

功率公式：U、I參考方向一致時，P＝UI；相反時，P＝－UI。U、I參考方向相反：

P=UI

0，電源性質(zhì)，電源產(chǎn)生功率；

P=UI

0，負載性質(zhì)，取用電源功率。U、I參考方向相同：

P=UI0，負載性質(zhì)，取用電源功率；

P=UI

0，電源性質(zhì)，電源產(chǎn)生功率。

5.電源與負載的判別（1）根據(jù)U、I的實際方向判別U、I實際方向相反，即電流從“+”端流出－－

發(fā)出功率－－電源

；

U、I實際方向相同，即電流從“-”端流出－－

吸收功率－－

負載：。（2）根據(jù)U、I的參考方向判別6.參考方向的表示方法電流：Uab

雙下標電壓：Iab

雙下標箭標abRI正負極性+–abU1.2.3電位及其計算1.電位的概念在分析和計算電路時，特別是在電子技術(shù)中，常常將電路中的某一點選作參考點，并規(guī)定其電位為零。電路中某點與參考點之間的電壓。某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負，說明該點電位比參考點低。2.參考點的選擇

原則上，參考點的選擇是任意的。工程上常選大地為參考點。有些電子設(shè)備機殼作電位的參考點；在電路中把元件匯集的公共端或公共線作為參考點，也稱“地”，在電路圖中用“”表示。電位具有單值性1.2.4電路的三種工作狀態(tài)電路有負載、空載和短路三種工作狀態(tài)。1.負載狀態(tài)負載狀態(tài)亦即電源有載工作

開關(guān)閉合，接通電源與負載，電路中有了電流及能量的輸送和轉(zhuǎn)換。IR0R+

-USU+

-負載端電壓U=IR①

電流的大小由負載決定。或U=US

–IR0特征:②在電源有內(nèi)阻時，IU。US電源的外特性UI0當

R0<<R時，則UUS

，表明當負載變化時，電源的端電壓變化不大，即帶負載能力強。IR0R+

-USU+

-P=PUS

–P負載取用功率電源產(chǎn)生功率內(nèi)阻消耗功率③電源輸出的功率由負載決定。負載大小的概念:

負載增加指負載取用的電流和功率增加(電壓一定)。U=US

–IR02.空載狀態(tài)空載狀態(tài)又稱斷路或開路狀態(tài)。電路空載時，外電路電阻可視為無窮大。特征:開關(guān)斷開I=0電源端電壓

(開路電壓)負載功率U

=U0=USP

=0IRoR+

-USU0+

-開路處的電流等于零；I

=0開路處的電壓U視電路情況而定。電路中某處斷開時的特征:I+–U有源電路3.短路狀態(tài)

電源短路時，外電路電阻可視為零。電源外部端子被短接IR0R+

-USU0+

-特征:電源端電壓負載功率電源產(chǎn)生的能量全被內(nèi)阻消耗掉短路電流（很大）U

=0

PUS=P=I2R0P

=0短路處的電壓等于零；U

=0短路處的電流I視電路情況而定。電路中某處短路時的特征:I+–U有源電路

概念：電氣設(shè)備在正常運行時，其電壓、電流和功率都有一定的限額，該限額即為額定值。額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；額定值表示電氣設(shè)備的工作條件和能力。意義：確定依據(jù)：安全性、可靠性和經(jīng)濟性等。表示方法：大寫字母角標加“N”。如IN、UN、PN等。1.2.5電器設(shè)備的額定值例：燈泡：UN=220V

，PN=60W電阻：RN=100

，PN=1W

電氣設(shè)備的三種運行狀態(tài)：欠載(輕載)：I<IN

，P<PN過載(超載)：

I>IN

，P>PN額定工作狀態(tài)（滿載）：I=IN

，P=PN

(經(jīng)濟合理安全可靠)

(設(shè)備易損壞)(不經(jīng)濟)

1.3電路的基本規(guī)律1.3.1電阻、電容、電感元件及其特性1.電阻元件基本電路：基本規(guī)律：u+-iRu+-iRuio線性電阻的伏安特性關(guān)聯(lián)時u=Ri非關(guān)聯(lián)時u=-Ri電阻是耗能元件2.電感元件u+-+-eL+-L

線圈通有電流時產(chǎn)生磁場、儲存磁場能量。電感:(H、mH)線性電感:L為常數(shù)。電流通過N匝線圈產(chǎn)生(磁鏈)電流通過一匝線圈產(chǎn)生(磁通)

線圈的電感與線圈的尺寸、匝數(shù)以及附近的介質(zhì)的導(dǎo)磁性能等有關(guān)。電路符號即：電感將電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存在線圈中，當電流增大時，磁場能增大，電感元件從電源取用電能；當電流減小時，磁場能減小，電感元件向電源放還能量。

在穩(wěn)態(tài)直流電路中，電感相當于短路，即電感有使直流短路的作用，簡稱短直作用。3.電容元件uiC+_uiC+_+q＿q++－－當電容兩端加電源后，其兩個極板上分別聚集起等量異號的電荷，在介質(zhì)中建立起電場，并儲存電場能量。電容：代入i=dq/dt

得：瞬時功率1.3.3基爾霍夫定律(一)基爾霍夫電流定律（KCL）

用來描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系,其中包括基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。1.兩個概念結(jié)點：電路中3個或3個以上電路元件的連接點支路：兩結(jié)點之間的每一條分支路。

2.定律內(nèi)容：在電路的任何一個結(jié)點上，同一瞬間電流的代數(shù)和等于零。即+-US2R2+-R1US1baI3R3I1I2可以理解為：流入結(jié)點的電流之和等于流出結(jié)點的電流之和。即:

如右圖有：I1＋I2

＝I3或?qū)懗桑篒1＋I2－I3＝0Ｉ入=

Ｉ出基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一結(jié)點處各支路電流間相互制約的關(guān)系。3.實質(zhì)：I1I2I3ba+-US2R2+-R3R1US1電流連續(xù)性的體現(xiàn)(二)基爾霍夫電壓定律（KVL）1.兩個概念回路：由電路元件組成的閉合路徑。網(wǎng)孔：未被其它支路分割的單孔回路。

2.定律內(nèi)容：在電路的任何一個回路中，沿同一方向循行，同一瞬間電壓的代數(shù)和等于零。即

回路循行方向任意選擇：或順時針，或逆時針。和循行方向一致的電壓取正，和循行方向相反的電壓取負。I1I2I3ba+-US2R2+-R3R1US112對回路1：對回路2：

US1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=US2或I1R1+I3R3–US1=0或I2R2+I3R3–US2=0基爾霍夫電壓定律（KVL）反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關(guān)系。I1I2I3ba+-US2R2+-R3R1US1123.實質(zhì)4.推廣電壓定律可以推廣應(yīng)用于電路中任一個假設(shè)的一段閉合電路。（1）列方程前標注回路循行方向；

電位升=電位降

U

=US+IRU=0–U

+

US

+I2R2

=0（2）應(yīng)用

U=0列方程時，項前符號的確定：

（3）開口電壓可按回路處理注意：對回路：或Ea+U+–USRI_b廣義回路

回路循行方向任意選擇：或順時針，或逆時針。和循行方向一致的電壓取正，和循行方向相反的電壓取負。例：請確認下圖中的支路、結(jié)點、回路和網(wǎng)孔數(shù)。支路：ab、bc、ca、…（共6條）回路：abda、abca、

adbca…

（共7個）結(jié)點：a、b、c、d

(共4個）網(wǎng)孔：abd、

abc、bcd

（共3個）adbcE–+GR3R4R1R2I2I4IGI1I3I［例1-9］如圖所示為一閉合回路，各支路的元件是任意的，已知Uab＝10V，Ubc＝-6V，Uda=-5V，試求Ucd和Uca。Uda+–+–UbcUab+－abcdUcd－+－

Uca+解：由KVL得若abca不是閉合回路，也可用KVL得［例1-10］求如圖所示的開路電壓。解：在回路1中有126I＝12－6所以I＝1A在回路2中，由KVL得Uac+Ucb

-Uab=0-2+12–3×1-Uab=0則Uab＝7VIba+-+-+-6V12V3Ω3Ω+-2V2Ωc1.2電路的常用基本物理量1.2.4電能電場力做的功就是電路所消耗的電能。W=QU=UIt電能的單位：焦耳，用J表示；實際應(yīng)用中也用千瓦時(kWh）（俗稱度）表示。1kWh表示功率為1kW的用電器工作1h所消耗的電能。1.2電路的常用基本物理量1.2.4電能電能的測量圖1.6所示為家用電能表的表盤，它是記錄用電設(shè)備消耗電能的儀表。圖1.6家用電能表及接線1.2電路的常用基本物理量1.2.5電功率用電設(shè)備單位時間消耗的電能叫做電功率，用字母P

表示，即電功率的單位：瓦(W)或千瓦(kW)1.2電路的常用基本物理量1.2.5電功率1.4電路的基本分析方法一、概念

是以支路電流為求解對象，直接應(yīng)用基爾霍夫定律，分別對結(jié)點和回路列出所需的方程組，然后解出各支路電流。I2I3I1ba+-US2R2+-R3R1US1123如圖電路支路數(shù)：b=3結(jié)點數(shù)：n=2回路數(shù)=3單孔回路（網(wǎng)孔）=2若用支路電流法求各支路電流應(yīng)列出三個方程1.4.1支路電流法二、支路電流法的解題步驟:

1.在圖中標出各支路電流的參考方向，對選定的回路標出回路循行方向。

2.應(yīng)用KCL對結(jié)點列出

(n－1)個獨立的結(jié)點電流方程。

3.應(yīng)用KVL對回路列出

b－(n－1)

個獨立的回路電壓方程（通?？扇【W(wǎng)孔列出）

。

4.聯(lián)立求解b

個方程，求出各支路電流。對結(jié)點a：ba+-US2R2+-R3R1US1I1I3I2123I1+I2–I3=0對網(wǎng)孔1：I1R1+I3R3-US1=0對網(wǎng)孔2：I2R2+I3R3－US2=0[例1-12]如圖所示，已知US1＝6V,US2＝16V，IS＝2A,R1＝R2＝R3＝2Ω,試求各支路電流I1`I2`I3`I4和I5。+-US2R2R1US1I1I4I3I2R2I5+-IS解：由KCL和KVL得IS＋I1＋I3＝0I2＝I3＋I4I4＋I5＝ISUS1－I3R2＋I2R1＝0US2－I5R3＋I2R1＝0代入數(shù)據(jù)得2＋I1＋I3＝0I2＝I3＋I4I4＋I5＝26－2I3＋2I2＝016－2I5＋2I2＝0解之得：

I1＝－6A，I2＝－1A，

I3＝4A，I4＝－5A，

I5＝7A。1.4電阻的連接1.4.1電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)是指負載電阻沒有分支路地依次相連，使電流只有一條通路。串聯(lián)電路的規(guī)律圖1.14電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)：將電阻首尾依次相聯(lián)，使電流只有一條通路的連接方式，叫做電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點：1、串聯(lián)電路中各流過的電流都相等

I=I1=I22、電路兩端總電壓等于各電阻兩端電壓之和。3、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。4、各電阻值分配的電壓與各電阻值成正比。電阻串聯(lián)電路圖例n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)：兩個或兩個以上電阻連接在一起，各電阻承受同一電壓，這種連接方式叫并聯(lián)。電阻并聯(lián)的特征：1、并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等U=U1+U2+U32、并聯(lián)電路的總電流等于各電阻中的電流之和I=I1+I2+I33、并聯(lián)電路中的總電阻的倒數(shù)，等于各電阻中的倒數(shù)之和

1/R=1/R1+1/R2+1/R34、并聯(lián)電路中，各支路分配的電流與各支路電阻值成反比

I1=IR/R1I2=IR/R21.4電阻的連接1.4.2電阻的并聯(lián)并聯(lián)電路的規(guī)律圖1.16電阻的并聯(lián)1.4電阻的連接1.4.2電阻的并聯(lián)1.4電阻的連接1.4.2電阻的并聯(lián)1.4電阻的連接1.4.3電阻的混聯(lián)串聯(lián)和并聯(lián)同時存在的電路稱為混聯(lián)電路。1.4電阻的連接電阻并聯(lián)圖例電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)：在一個電路中，既有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)，這種聯(lián)接稱方式稱為電阻的混聯(lián)。1.4電阻的連接電功和電功率第十四課時電功的概念：電流所做的功叫電功。電功的公式：Ｗ＝ＵＩｔ，Ｗ＝Ｐt，Ｗ＝——Ｗ＝Ｉ2Rt電功的單位國際單位：生活中常用單位：１度＝１千瓦時＝3.6X106焦耳電功的測量儀表：電能表，俗稱電度表焦耳（Ｊ）度或千瓦時（ＫＷｈ）其換算關(guān)系：U2Rt電功率

電功率的物理意義：電功率的定義：電功率的公式：定義式：計算式:其它公式：電功率的單位：國際單位：瓦特(W)，常用單位：千瓦(KW)，其換算關(guān)系：１KW＝1000W表示電流做功快慢的物理量電流在單位時間內(nèi)所做的功叫電功率Ｐ＝——Ｐ＝ＵＩＰ＝Ｉ2Ｒ，Ｐ＝——WtU2R實際電壓與額定電壓實際電壓：用電器工作時兩端所加的電壓為實際電壓，一般用Ｕ實表示額定電壓：用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓，用Ｕ額表示實際功率與額定功率實際功率：用電器在實際電壓下工作時的功率叫實際功率，用Ｐ實表示；額定功率：用電器在額定電壓下正常工作時的功率叫額定功率，用Ｐ額表示說明：

當Ｕ實>Ｕ額時，Ｐ實>Ｐ額；3、用電器的電阻我們認為不變，所以會有:1、當Ｕ實=Ｕ額時，Ｐ實=Ｐ額當Ｕ實<Ｕ額時，Ｐ實<Ｐ額；————P實P額=UU實額22典型例析例１一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380伏,線圈電阻為２歐，線圈中電流為10安，這臺電動機正常工作１秒消耗的電能是多少？說明：電動機工作時是電能轉(zhuǎn)化為機械能，所以消耗的電能也就是電流所做的電功只能利用W=UIt進行計算，不能利用其他的公式進行計算。W=UIt=380V×10A×1S=3.8×103J例２：一個燈泡標有“220V40W”，它正常工作時的電流和電阻各為多少？如果把它接入110V電路中消耗的電功率是多少？已知：U額=220VP額=40WU實=110V

求：IRP實

例３：兩只標有“6V3W”的小燈泡甲和“6V4W”的小燈泡乙串聯(lián)后接在6V的電源上發(fā)光誰更亮一些？若將它們并聯(lián)后接在4V的電源上發(fā)光誰亮一些？分析:

電燈發(fā)光的明亮程度跟它們的實際功率有關(guān)，實際功率大的發(fā)光亮，反之則暗。由R=U2/P可知，小燈泡甲的電阻大于乙的電阻。在串聯(lián)電路中，由P實=I2R可知，甲的實際功率大于乙的實際功率，所以甲反而亮。在并聯(lián)電路中，由P實=U2/R可知，乙的實際功率大于甲的實際功率，所以乙要亮。例４圖3中的定值電阻R1與滑動變阻器R2組成串聯(lián)電路，當電源電壓U不變時，滑動變阻器的滑片P向右移動過程中，定值電阻兩端電壓U1、電功率P1，將如何變化？分析：當滑片P向右移動時，變阻器連入電路中電阻變大，電路中的電流變小，由U=IR可知，定值電阻R1兩端的電壓變??；由P=I2R可知，定值電阻消耗的電功率變小。鞏固練習(xí)1、加在阻值為12歐的電阻器兩端的電壓是12伏，5分鐘內(nèi)電流通過這個電阻做了______焦的功。2、標有“12V6W”字樣的小燈泡，它的燈絲在正常工作時的電阻是____歐，接到電路中通過它的電流是0.2安，則這盞燈的實際功率是_____瓦。3.6×103240.963、一只額定電壓是220伏的燈泡，把它接在電壓是110伏的電路上時，實際功率是25瓦，則此燈泡的額定功率是____瓦。4、1千瓦時的電可供“PZ220—40”的電燈正常工作____小時。100255、甲、乙兩燈的電